[發明專利]低熱值粘性固體燃料的流化床分級差溫熱解裝置及方法

無效

• 申請號: 201410017752.9
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103773403A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 鐘文琪;陳岱琳;金保昇;耿察民
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C10B49/10
• 分類號: C10B49/10;C10B57/02;C10B57/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明具體涉及一種低熱值粘性固體燃料的流化床分級差溫熱解方法及裝置。屬于能源制備的技術領域。

背景技術

隨著世界經濟的快速發展，化石燃料日益短缺，能源危機和環境污染問題日益嚴峻，發展對于現有低品質燃料和新能源燃料的高效利用方法變得十分迫切。實現低熱值、一定粘性的低品質固體燃料如劣質煤、煤矸石、煤泥、油頁巖、污水污泥等的高效、環保、低成本的利用，對于緩解嚴峻的能源危機和環境問題具有重要意義。

由于具有低熱值、一定粘性等特性，這些固體燃料直接用做燃煤的煤質利用率低，且燃燒過程容易帶來廢氣、煤粉灰等嚴重的環境污染，因此，通過熱解法對具有低熱值、一定粘性的固體燃料進行處理，利用其中有機物的熱穩定性差的特性，在無氧或缺氧的條件下對其加熱干餾，使有機物產生裂解，經過冷凝后產生利用價值較高的燃氣、燃油及固體半焦等，這些熱解產物都具有易儲存、易運輸及方便使用等特點，可實現低值固體燃料的合理應用，減少環境問題。

長期以來，國內外科研機構開展了大量不同固體燃料熱解的研發工作，典型的工藝技術包括回轉爐、移動床、氣流床和流化床等?；剞D爐熱解工藝主要有美國Toscoal（多思科煤）工藝，主要用于低階煤提質；加拿大的ATP（阿爾伯塔塔修克）工藝主要用于熱解油頁巖。移動床熱解工藝主要有前蘇聯的3TX(ETCh)-175（煤熱解多聯產工藝）工藝，德國的LR（褐煤熱解提質工藝）工藝等工藝。采用氣流床的有美國的Garrett（西方研究公司熱解法）工藝。采用流化床工藝的有美國的COED（低壓、多段、流化床煤干餾工藝）技術，澳大利亞的流化床快速熱解工藝等。

國內典型熱解工藝技術包括，大連理工大學開發的DG工藝（固體熱載體褐煤低溫干餾技術），煤炭科學研究總院北京煤化工研究分院開發的多段回轉爐（MRF）溫和氣化工藝，浙江大學循環流化床煤分級轉化多聯產技術，開發了固體燃料雙流化床熱解氣化分級轉化裝置及方法（CN102191088A）。中國科學院過程所發明了一種固體燃料的多段分級熱解氣化裝置及方法（CN102465043A），采用多層流化床，將上床層熱解產物通過溢流管和分布板進入下層進行熱交換，從而發生熱解反應，該工藝的熱解產物中的熱解半焦，在下行過程中容易產生粘結，從而堵塞下行通道，阻止反應進行。陜西華祥能源科技集團游俠公司（CN101921627A）發明了流化床粉煤氣化與固體熱載體熱解耦合氣油聯產裝置及方法，采用高溫半焦作為熱載體，對于系統磨損嚴重，對于流化床內粉煤的能量直接進行高溫氣化，未進行能量的分級利用，以新鮮煤與燃燒過的半焦進行混合，產生的焦油重質焦油較多，對于熱載體與新煤的攪拌也耗費了較多的能量。

煤熱解工藝起步較早，但至今多處于中試或工業示范階段，未能實現商業化應用，其主要原因在于：（1）需要通過額外的燃料燃燒進行供熱，整個系統過程熱效率低；（2）系統復雜，難以實現裝置方法和長時間穩定運行；（3）旋風分離器對于熱解副產物，如循環灰、殘炭等脫除效率較低，難以得到清潔的熱解燃氣或燃油產物；（4）焦油中的重質焦油含量高，易在旋風分離器等處粘結使系統難以穩定運行。因此，開發具有自主產權的固體燃料的熱解技術，實現固體燃料熱解工業化應用具有重要意義。

發明內容

技術問題：本發明針對現有技術的不足，本發明提出一種低熱值粘性固體燃料的流化床分級差溫熱解裝置及方法。該方法和裝置將固體燃料進行分級差溫熱解，使固體燃料在流化床熱解反應器中進行兩級差溫低溫熱解，產生低溫煙氣進行兩級旋風除塵，保證了熱解油的品質和產率，同時，將固體殘炭在旋風燃燒器中進行高溫熱解，產生的不同溫度的高溫煙氣作為向流化床熱解反應器的熱解供熱的熱載體和流化風。該方法和裝置提高了輕質焦油的產量，實現較為簡單，系統運行穩定，具有較高的過程系統熱效率。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明提供了低熱值粘性固體燃料的流化床分級差溫熱解裝置，該裝置包括流化床熱解反應器、兩級高效旋風分離器及其一級旋風分離器，一級下降管，二級旋風分離器，二級下降管、雙通入兩向氣動返料閥、第一旋風燃燒器、第二旋風燃燒器；